雙導發熱電纜的結構設計

１發熱電纜的簡介

發熱電纜是利用金屬導體通電后因自身電阻產生發熱現象，將熱量以熱傳導形式散出，并保持在肯定的溫度區間（一般為４０～６０℃，也可依據需要進展調整）運行的一種特別電纜。發熱電纜地面敷設供暖系統是一種新型的供暖方式，具有舒適安康、安全牢靠、清潔環保、節能經濟等優點［１］。發熱電纜的用途非常廣泛，除了可用于住宅、公寓、學校、醫院及辦公樓的冬季采暖外，還可用于食品、制藥、石化工業中的管道加熱、管道伴熱、罐體保溫，大路、機場的跑道、路面、溝槽的防凍化雪，以及土壤加熱，大棚恒溫，庫房防潮和物品除濕等。發熱電纜可分為單導發熱電纜和雙導發熱電纜。單導發熱電纜必需形成回路，其兩端為冷線，均需與溫控器、電源連接。雙導發熱電纜本身自成回路，其一端為冷線，另一端封閉，只需一端與溫控器、電源連接，全部接線都在同一端。兩者相比，單導發熱電纜需考慮兩端連接電源，故其敷設要求較高；而雙導發熱電纜在施工中僅需考慮接線端連接電源即可，故其敷設要求較低，且雙導發熱電纜還可依據詳細狀況任意敷設，這增加了其地面敷設的有用性。同時，雙導發熱電纜中雙芯線的電磁場為正反兩個方向，可相互抵消，磁場中和，對人體不產生危害，故雙導發熱電纜的電磁輻射低于單導發熱電纜。由此，本公司綻開了雙導發熱電纜的研制。

２構造設計與選材

本公司研制的雙導發熱電纜應具有耐高壓、耐高溫、耐穿透、抗強化學腐蝕、安全牢靠、１００％防水滲透等性能，其抗拉、抗壓強度可適合各種環境（衛生間、房間、地下室等）的安裝使用，同時還應保證絕緣層的連續和使用的安全。針對上述性能要求，本公司結合ＩＥＣ８００—１９９２《額定電壓３００Ｖ／５００Ｖ生活設施加熱結冰用加熱電纜》標準進展了雙導發熱電纜的構造設計與材料選擇［２］。由于銅鎳或鎳鉻合金絲的發熱穩定性好，抗拉強度大，且可有效消退單導單發熱、雙導單發熱電纜的電磁波輻射問題，因此該雙導發熱電纜導體中的發熱元件采納了高性能鎳合金絲。該雙導發熱電纜導體中的冷線導體采納了鍍錫銅絲。為保證電纜松軟和彎曲性能，導體構造采納了多股導線束絞，節徑比嚴格掌握在１４以內。

該雙導發熱電纜通電后導體發熱，電纜保持在４０～６０℃的溫度區間運行，而絕緣芯線的長期工作溫度高達９０℃，且同時２０℃時絕緣電阻應不小于１０００ＭΩｋｍ，這對絕緣材料的性能提出了較高的要求。硅烷交聯聚乙烯材料的絕緣性、耐高溫、耐高壓、防水性、耐腐蝕等性能優越，可有效保證電氣安全，避開造成漏電、人體觸電等危害，同時其不含任何增塑劑和熱穩定劑，故不會因長期處于加熱工作狀態而導致增塑劑、熱穩定劑揮發，材料老化問題的產生。因此，該雙導發熱電纜的絕緣采納了硅烷交聯聚乙烯材料。

由于聚酯薄膜可耐高溫，且在擠出掩蓋層的過程中不易熔融，因此該雙導發熱電纜絕緣芯線的愛護層采納了聚酯薄膜絕緣帶，它作為發熱電纜的幫助層，可防止絕緣層被金屬層損壞。該雙導發熱電纜愛護層外的屏蔽層采納了重疊縱包鋁塑復合帶，鋁帶的標稱厚度為０．１５ｍｍ，鋁塑復合帶縱包重疊寬度應不小于６ｍｍ。該鋁塑復合帶屏蔽層不但可以愛護發熱電纜，防止電磁場對人體產生影響，兼具防水作用，而且還具有漏電愛護功能。當發熱電纜受損，屏蔽層將首先帶電，一旦電流到達３０ｍＡ時，漏電愛護器會馬上自動切斷電源，以愛護人身安全。

依據ＩＥＣ８００—１９９２標準要求，屏蔽層內的接地線芯的銅導體截面積應不小于１ｍｍ２，因此該雙導發熱電纜選擇了３２根０．２０ｍｍ的鍍錫銅絞線作為接地線。接地線與金屬屏蔽必需連續接觸，鍍錫保證了接地線與鋁塑復合帶屏蔽及接線端子的良好的接觸，安全性大大提高了。依據電纜的使用的環境，該雙導發熱電纜的護套選用了環保型聚氯乙烯護套材料。該環保型聚氯乙烯護套的絕緣